CN112585778A - 有机发光元件、组合物及膜 - Google Patents

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梁井元树
陈展耀
田中正树
野田大贵
安达千波矢
铃木善丈
能塚直人
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Abstract

同时包含下述通式(1)所表示的化合物和下述通式(2)所表示的化合物的有机发光元件具有高发光效率。a～c环为可以缩合的苯环，R1、R2为经取代或未经取代的芳基等，R31～R35中的四个为经取代或未经取代的咔唑‑9‑基，但是四个并不全部相同，其余一个为氢原子、氰基等。
Figure DDA0002946989530000011

Description

有机发光元件、组合物及膜
技术领域
本发明涉及一种有机发光元件、组合物及膜。
背景技术
在积极进行提高有机电致发光元件(有机EL元件)等发光元件的发光效率的研究。尤其是在通过新开发构成有机电致发光元件的电子传输材料、空穴传输材料、发光材料等来提高发光效率的方面下了很多功夫。例如，在专利文献1中，记载有通过硼原或氮子原子等连接多个芳香族环而成的多环芳香族化合物可以用作有机电致发光元件的发光材料等。
另一方面，还进行通过组合用于有机电致发光元件的发光层的材料来提高发光效率的研究。例如，在专利文献2中，记载有向包含发光材料和主体材料的发光层中添加最低激发单重态能级在发光材料和主体材料之间的延迟荧光材料。在激发态下，延迟荧光材料容易产生从激发三重态至激发单重态的反向系间窜越，因此不仅是激发单重态，激发三重态也能够通过经由反向系间窜越的路径来用于发光。因此，记载有能够通过添加延迟荧光材料来提高有机电致发光元件的发光效率。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5935199号公报
专利文献2：日本专利第5669163号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
通过向包含发光材料和主体材料的发光层中添加最低激发单重态能级在发光材料和主体材料之间的延迟荧光材料，有机电致发光元件的发光效率确实得到提高。然而，即使是通过添加延迟荧光材料而提高的发光效率，通常也达不到令人满意的水平，其中很少有蓝色发光元件能够实现充分高的外量子产率。因此，需要提供一种能够为实现高发光效率，并且实现高效的蓝色发光元件开辟道路的新的技术。
用于解决技术课题的手段
在这种情况下，本发明人等以发现能够提供发光效率高的有机发光元件的材料的组合为目的进行了研究。尤其，以发现如能够为实现高效的蓝色发光元件开辟道路的材料的组合为目的进行了研究。
本发明人等反复进行深入研究的结果，发现能够通过组合使用具有特定结构的多环芳香族化合物和具有特定结构的延迟荧光材料来提供发光效率高的有机发光元件，从而提供以下所记载的本发明。
[1]一种有机发光元件，其同时包含具有一个或多个下述通式(1)所表示的结构的化合物和下述通式(2)所表示的化合物。
[化学式1]
通式(1)
Figure BDA0002946989510000021
在通式(1)中，a环、b环及c环分别独立地表示其他环可以缩合而形成芳环或杂芳环的苯环，这些环中的至少一个氢原子可以经取代。R1、R2分别独立地表示经取代或未经取代的芳基或者通过苯环进行键合的经取代或未经取代的杂芳基。R1可以通过-O-、-S-、-C(-Rc1)2-或单键与所述a环和/或c环中的与N的键合位置(原子)相邻的碳原子键合。R2可以通过-O-、-S-、-C(-Rc2)2-或单键与所述a环和/或b环中的与N的键合位置(原子)相邻的碳原子键合。所述Rc1及Rc2分别独立地表示氢原子或烷基。
[化学式2]
Figure BDA0002946989510000031
在通式(2)中，R31～R35中的四个分别独立地表示经取代或未经取代的咔唑-9-基，但是四个并不全部相同。其余一个表示氢原子、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的咔唑-9-基或者氰基。
[2]根据[1]所述的有机发光元件，其中，具有一个或多个所述通式(1)所表示的结构的化合物为具有两个所述通式(1)所表示的结构的化合物。
[3]根据[2]所述的有机发光元件，其中，所述通式(1)所表示的化合物为下述通式(1a)所表示的化合物。
[化学式3]
通式(Ia)
Figure BDA0002946989510000041
在通式(1a)中，R11～R17分别独立地表示取代基，R18～R23分别独立地表示氢原子或取代基，n11、n13、n14、n17分别独立地表示0～5中的任一个整数，n12表示0～2中的任一个整数，n15、n16分别独立地表示0～4中的任一个整数。
[4]根据[3]所述的有机发光元件，其中，R19及R22分别独立地表示取代基。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的有机发光元件，其中，所述通式(2)中的R31～R35中的至少一个为3位或6位的至少一个经取代的咔唑-9-基。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的有机发光元件，其中，所述通式(2)中的咔唑-9-基为未经取代，或者被经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的杂芳基、经取代或未经取代的二芳基氨基、经取代或未经取代的二杂芳基氨基、经取代或未经取代的芳基杂芳基氨基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的烷氧基或者经取代或未经取代的芳氧基取代。
[7]根据[6]所述的有机发光元件，其中，所述通式(2)所表示的化合物为下述通式(2a)所表示的化合物。
[化学式4]
通式(2a)
Figure BDA0002946989510000051
在通式(2a)中，R41～R44、R46～R49分别独立地表示取代基，但是与通式(2a)的苄腈键合的四个经取代或未经取代的咔唑-9-基并不全部相同。n41～n44、n46～n49分别独立地表示0～4中的任一个整数。R45表示氢原子、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的咔唑-9-基或者氰基。
[8]根据[1]至[7]中任一项所述的有机发光元件，其在发光层内含有所述通式(1)所表示的化合物。
[9]根据[1]至[8]中任一项所述的有机发光元件，其在同一层内含有所述通式(1)所表示的化合物和所述通式(2)所表示的化合物。
[10]一种组合物，其同时包含所述通式(1)所表示的化合物和所述通式(2)所表示的化合物。
[11]一种膜，其同时包含所述通式(1)所表示的化合物和所述通式(2)所表示的化合物。
发明效果
由于本发明的有机发光元件同时包含通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物，因此其具有高发光效率。并且，根据本发明，也能够实现发光效率高的蓝色发光元件。
附图说明
图1是表示有机电致发光元件的层结构例的概略剖视图。
图2是化合物1的吸收光谱和化合物1、化合物2-38、实施例1的各发光光谱。
图3是实施例2的元件、比较元件1、比较元件2的各瞬态衰减曲线。
具体实施方式
以下对本发明的内容进行详细地说明。关于以下所记载的构成要件的说明是基于本发明的代表性的实施方式或具体例来进行，但是本发明并不限定于这种实施方式或具体例。另外，在本说明书中，使用“～”所表示的数值范围是指包含“～”的前后所记载的数值作为下限值及上限值的范围。并且，存在于本发明中所使用的化合物的分子内的氢原子的同位素种类并无特别限定，例如分子内的氢原子可以全部为1H，也可以一部分或全部为2H(氘(deuterium)D)。
<通式(1)所表示的化合物>
在本发明中，使用具有一个或多个下述通式(1)所表示的结构的化合物。
[化学式5]
通式(1)
Figure BDA0002946989510000061
在通式(1)中，a环、b环及c环分别独立地表示其他环可以缩合而形成芳环或杂芳环的苯环，这些环中的至少一个氢原子可以经取代。R1、R2分别独立地表示经取代或未经取代的芳基或者通过苯环进行键合的经取代或未经取代的杂芳基。R1可以通过-O-、-S-、-C(-Rc1)2-或单键与所述a环和/或c环中的与N的键合位置(原子)相邻的碳原子键合。R2可以通过-O-、-S-、-C(-Rc2)2-或单键与所述a环和/或b环中的与N的键合位置(原子)相邻的碳原子键合。所述Rc1及Rc2分别独立地表示氢原子或烷基。
a环、b环及c环可以为单环也可以为多环，但是与通式(1)中所显示的B和N直接键合的环为苯环。在与B和N直接键合的苯环与其他环缩合而形成多环时，该所形成的多环为芳环或杂芳环。在此所述的芳环的碳原子数优选为6～30，更优选为6～16，进一步优选为6～12，尤其优选为6～10。并且，在此所述的杂芳环的碳原子数优选为6～30，更优选为6～25，进一步优选为6～20，更进一步优选为6～15，尤其优选为6～10。构成杂芳环的杂环优选为5～7元环，更优选为5或6元环。作为杂环的环构成原子，除了碳原子以外，可以举出选自包括氧原子、硫原子及氮原子的组中的1～5个杂原子。作为缩合而形成的芳环或杂芳环，可以举出萘环、苊环、芴环、非那烯环、菲环、三亚苯环、芘环、并四苯环、苝环、并五苯环、吲哚环、异吲哚环、1H-吲唑环、苯并咪唑环、苯并噁唑环、苯并噻唑环、1H-苯并三唑环、喹啉环、异喹啉环、噌啉环、喹唑啉环、喹喔啉环、酞嗪环、萘啶环、咔唑环、吖啶环、吩噁嗪环(Phenoxatiin ring)、吩噁嗪环(P henoxazine ring)、吩噻嗪环、吩嗪环、苯并呋喃环、异苯并呋喃环、二苯并呋喃环、苯并噻吩环、二苯并噻吩环、噻蒽环等。
作为R1、R2可以采用的芳基，例如可以举出碳原子数6～30的芳基，优选为碳原子数6～16的芳基，更优选为碳原子数6～12的芳基，尤其优选为碳原子数6～10的芳基。作为构成芳基的芳环，可以举出苯环、萘环、苊环、芴环、非那烯环、菲环、三亚苯环、芘环、并四苯环、苝环、并五苯环等。
R1、R2可以采用的杂芳基至少具有苯环缩合而成的多环结构，并且为通过构成该多环结构的苯环进行键合的基团。关于构成R1、R2可以采用的杂芳基的杂芳环的说明和优选范围，能够参考a环、b环及c环可以采用的杂芳环的说明和优选范围。
R1可以通过-O-、-S-、-C(-Rc1)2-或单键与a环和/或c环中的与N的键合位置(原子)相邻的碳原子键合。R2可以通过-O-、-S-、-C(-Rc2)2-或单键与a环和/或b环中的与N的键合位置(原子)相邻的碳原子键合。在此所述的与N的键合位置(原子)相邻的碳原子为未与B键合的碳原子。Rc1及Rc2分别独立地表示氢原子或烷基。在此所述的烷基优选为碳原子数1～4的烷基，例如可以举出甲基、乙基。作为R1、R2通过-O-、-S-、-C(-Rc1)2-、-C(-Rc2)2-或单键与a环、b环和/或c环键合而形成的环状结构，例如可以举出吩噁嗪环、吩噻嗪环、吖啶环、咔唑环。
R1、R2为取代芳基或取代杂芳基时的取代基以及a环、b环及c环经取代时的取代基优选为卤素原子、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的杂芳基、经取代或未经取代的二芳基氨基、经取代或未经取代的二杂芳基氨基、经取代或未经取代的芳基杂芳基氨基(具有芳基和杂芳基的氨基)、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的烷氧基或者经取代或未经取代的芳氧基。作为这些基团具有取代基时的取代基，可以举出芳基、杂芳基或烷基。存在于R1、R2、a环、b环及c环中的取代基的总数优选为0～15，更优选为0～10，例如可以从1～10中选择、从2～10中选择、从0～6中选择、从0～4中选择或者从0～2中选择。
作为取代基可以采用的卤素原子为氟原子、氯原子、溴原子或碘原子，优选为氟原子、氯原子或溴原子，更优选为氯原子。
作为取代基可以采用的芳基，并且作为取代基可以采用的二芳基氨基、芳基杂芳基氨基、芳氧基中所包含的芳基，例如可以举出碳原子数6～30的芳基，优选为碳原子数6～16的芳基，更优选为碳原子数6～12的芳基，尤其优选为碳原子数6～10的芳基。作为构成芳基的芳环，可以举出单环系苯环、缩合二环系萘环、缩合三环系苊环、芴环、非那烯环、菲环、缩合四环系三亚苯环、芘环、并四苯环、缩合五环系苝环、并五苯环等。如后述，芳基可以进一步经芳基取代，因此例如作为取代芳基，也可以采用三环系三联苯环(间三联苯、邻三联苯、对三联苯)等。
作为取代基可以采用的杂芳基，并且作为取代基可以采用的二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基中所包含的杂芳基，例如可以举出碳原子数2～30的杂芳基，优选为碳原子数2～25的杂芳基，更优选为碳原子数2～20的杂芳基，进一步优选为碳原子数2～15的杂芳基，尤其优选为碳原子数2～10的杂芳基。作为构成杂芳基的杂芳环，例如可以举出作为环构成原子除了碳原子以外还含有1～5个选自氧原子、硫原子及氮原子的杂原子的杂环等。作为构成杂芳基的杂芳环，例如可以举出吡咯环、噁唑环、异噁唑环、噻唑环、异噻唑环、咪唑环、噁二唑环、噻二唑环、三唑环、四唑环、吡唑环、吡啶环、嘧啶环、哒嗪环、吡嗪环、三嗪环、吲哚环、异吲哚环、1H-吲唑环、苯并咪唑环、苯并噁唑环、苯并噻唑环、1H-苯并三唑环、喹啉环、异喹啉环、噌啉环、喹唑啉环、喹喔啉环、酞嗪环、萘啶环、嘌呤环、蝶啶环、咔唑环、吖啶环、吩噁嗪环(Phenoxatiin ring)、吩噁嗪环(Phenoxazine ring)、吩噻嗪环、吩嗪环、吲嗪环、呋喃环、苯并呋喃环、异苯并呋喃环、二苯并呋喃环、噻吩环、苯并噻吩环、二苯并噻吩环、呋咱环、噁二唑环、噻蒽环等。
作为取代基可以采用的烷基可以为直链、支链及环状中的任一个，例如可以举出碳原子数1～24的直链烷基、碳原子数3～24的支链烷基或碳原子数3～8的环状烷基。优选为碳原子数1～18的直链烷基、碳原子数3～18的支链烷基及碳原子数4～8的环状烷基，更优选为碳原子数1～12的直链烷基、碳原子数3～12的支链烷基及碳原子数5～7的环状烷基，进一步优选为碳原子数1～6的直链烷基、碳原子数3～6的支链烷基及碳原子数5～6的环状烷基，尤其优选为碳原子数1～4的直链烷基、碳原子数3或4的支链烷基。作为具体的烷基，可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、正己基、1-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、正庚基、1-甲基己基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、2,6-二甲基-4-庚基、3,5,5-三甲基己基、正癸基、正十一烷基、1-甲基癸基、正十二烷基、正十三烷基、1-己基庚基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正二十烷基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、双环[2,2,1]庚基、双环[2.2.2]辛基、十氢萘基、金刚烷基等。在本说明书中，“n”为normal的缩写，“s”为Secondary的缩写，“t”为tertiary的缩写。
作为取代基可以采用的烷氧基，例如可以举出碳原子数1～24的直链烷氧基、碳原子数3～24的支链烷氧基或碳原子数3～8的环状烷氧基。优选为碳原子数1～18的直链烷氧基、碳原子数3～18的支链烷氧基、碳原子数4～8的环状烷氧基，更优选为碳原子数1～12的直链烷氧基、碳原子数3～12的支链烷氧基、碳原子数5～7的环状烷氧基，进一步优选为碳原子数1～6的直链烷氧基、碳原子数3～6的支链烷氧基、碳原子数5～6的环状烷氧基，尤其优选为碳原子数1～4的直链烷氧基、碳原子数3～4的支链烷氧基。作为具体的烷氧基，可以举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、环己氧基、双环[2,2,1]庚氧基、双环[2.2.2]辛氧基、十氢萘氧基、金刚烷氧基等。
作为取代基可以采用的构成二芳基氨基的两个芳基、构成二杂芳基氨基的两个杂芳基、构成芳基杂芳基氨基的芳基和杂芳基可以分别经由单键或连接基团相互键合，也可以不键合。连接基团的连接链构成原子数优选为1～3，更优选为1或2，进一步优选为1。作为连接基团，可以举出连接了-O-、-S-、-C(＝O)-、-C(＝S)-、-N(R51)-、-B(R52)-、-C(R53)(R54)-、-Si(R55)(R56)-或它们的两个以上的连接基团。在此，R51～R56分别独立地表示氢原子或取代基，作为取代基，可以优选地例示出经取代或未经取代的烷基(优选为碳原子数1～20、更优选为碳原子数1～10、进一步优选为碳原子数1～6)、经取代或未经取代的芳基(优选为碳原子数6～20、更优选为碳原子数6～14、进一步优选为碳原子数6～10)、经取代或未经取代的杂芳基(优选为环骨架原子数5～20、更优选为环骨架原子数5～14、进一步优选为环骨架原子数5～10)。
具有多个通式(1)所表示的结构的化合物为通式(1)所表示的结构的多聚体。多聚体优选为2～6聚体，更优选为2～3聚体，尤其优选为2聚体。多聚体只要为在一个化合物中具有多个通式(1)所表示的结构的形态即可，例如，除了上述结构通过单键、碳原子数1～3的亚烷基、亚苯基、亚萘基等连接基团键合多个的形态以外，也可以为以在多个通式(1)所表示的结构中共享上述结构中所包含的任意环(a环、b环或c环)的方式键合的形态，并且也可以为以通式(1)所表示的结构中所包含的任意环(a环、b环或c环)彼此进行缩合的方式键合的形态。
作为通式(1)所表示的优选的化合物组，例如可以举出下述通式(1a)所表示的化合物组。
[化学式6]
通式(Ia)
Figure BDA0002946989510000111
在通式(1a)中，R11～R17分别独立地表示取代基，R18～R23分别独立地表示氢原子或取代基，n11、n13、n14、n17分别独立地表示0～5中的任一个整数，n12表示0～2中的任一个整数，n15、n16分别独立地表示0～4中的任一个整数。
通式(1a)中的R11～R23可以采用的取代基优选为经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的杂芳基、经取代或未经取代的二芳基氨基、经取代或未经取代的二杂芳基氨基、经取代或未经取代的芳基杂芳基氨基(具有芳基和杂芳基的氨基)、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的烷氧基或者经取代或未经取代的芳氧基。作为这些基团具有取代基时的取代基，可以举出芳基、杂芳基或烷基。关于在此所述的芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基、烷氧基及芳氧基，能够参考通式(1)中的这些基团的说明。
与苯环的2位键合的R14和与苯环的2位键合的R15可以相互键合而形成单键或连接基团(在此，苯环的1位为与通式(1a)所显示的氮原子N键合的位置)。并且，与苯环的2位键合的R16和与苯环的2位键合的R17可以相互键合而形成单键或连接基团(在此，苯环的1位为与通式(1a)所显示的氮原子N键合的位置)。关于在此所述的连接基团，能够参考通式(1)中的连接基团的记载。
通式(1a)中的n11、n13～n17优选为0～3中的任一个整数，更优选为0～2中的任一个整数。
在通式(1a)所表示的化合物中，作为R11～R23存在的取代基的数量优选为0～26，更优选为0～16，例如可以从1～8中选择、从2～8中选择、从0～4中选择或者从0～2中选择。
作为通式(1a)所表示的优选的化合物组，可以举出R18、R20、R21、R23为氢原子的化合物组，作为更优选的化合物组，可以举出R18、R20、R21、R23为氢原子且n11～n17分别独立地为0～2中的任一个整数的化合物组。
作为通式(1a)所表示的另一个优选的化合物组，可以举出R18～R23为氢原子、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的二芳基氨基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的烷氧基或者经取代或未经取代的芳氧基的化合物组。
作为通式(1a)所表示的又一个优选的化合物组，可以举出R19和R22为取代基的化合物组，作为更优选的化合物组，可以举出R19和R22为经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的杂芳基、经取代或未经取代的二芳基氨基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的烷氧基或者经取代或未经取代的芳氧基的化合物组。作为这些基团具有取代基时的取代基，可以举出芳基、杂芳基或烷基。
作为通式(1)所表示的优选的化合物组，例如也可以举出下述通式(1b)所表示的化合物组。
[化学式7]
通式(1b)
Figure BDA0002946989510000131
在通式(1b)中，R31～R37分别独立地表示取代基，n31～n33、n35分别独立地表示0～5中的任一个整数，n34、n37分别独立地表示0～3中的任一个整数，n36表示0～4中的任一个整数。
通式(1b)中的R31～R37可以采用的取代基优选为经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的烷基。作为这些芳基或烷基具有取代基时的取代基，可以举出芳基或烷基。关于在此所述的芳基和烷基，能够参考通式(1)中的这些基团的说明。尤其，通式(1b)的R31～R37可以采用的烷基的碳原子数优选为1～12，更优选为1～4。并且，尤其，通式(1b)的R31～R37可以采用的芳基优选为碳原子数6～10的芳基，更优选为苯基。
通式(1b)中的n31～n37优选为0～2中的任一个整数，更优选为0～1中的任一个整数。
通式(1b)的n31～n37的合计优选为0～14，更优选为0～8，例如可以从1～8中选择、从2～8中选择、从0～4中选择或者从0～2中选择。
作为通式(1b)所表示的优选的化合物组，可以举出R31～R37为经取代或未经取代的苯基的化合物组，作为更优选的化合物组，可以举出R31～R37为未经取代的苯基的化合物组。
作为通式(1b)所表示的另一个优选的化合物组，可以举出n35为1～5中的任一个整数的化合物组、n35为1～3中的任一个整数的化合物组、n35为1且R35为经取代或未经取代的苯基的化合物组。并且，可以举出n36为1～4中的任一个整数的化合物组、n36为1～3中的任一个整数的化合物组、n36为1且R36为经取代或未经取代的苯基的化合物组。而且，可以举出n35和n36分别独立地为1～3中的任一个整数的化合物组、n35和n36为1的化合物组、n35和n36为1且R35和R36分别独立地为经取代或未经取代的苯基的化合物组。
关于通式(1)或通式(1a)所表示的化合物，能够参考日本专利第5935199号公报的[0281]～[0316]段和合成例的记载来合成。并且，也能够通过组合已知的合成法来合成。关于具体的合成步骤，能够参考后述合成例1。
以下举出通式(1)所表示的化合物的具体例，但是能够用于本发明的化合物并不被以下具体例做限定性地解释。
[化学式8-1]
Figure BDA0002946989510000151
[化学式8-2]
Figure BDA0002946989510000152
<通式(2)所表示的化合物>
在本发明中，使用下述通式(2)所表示的化合物。
[化学式9]
通式(2)
Figure BDA0002946989510000161
在通式(2)中，R31～R35中的四个分别独立地表示经取代或未经取代的咔唑-9-基，但是四个并不全部相同。其余一个表示氢原子、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的咔唑-9-基或者氰基。
作为R31～R35可以采用的咔唑-9-基的取代基，可以优选举出经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的杂芳基、经取代或未经取代的二芳基氨基、经取代或未经取代的二杂芳基氨基、经取代或未经取代的芳基杂芳基氨基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的烷氧基或者经取代或未经取代的芳氧基。这些基团可以进一步经这些取代基取代。
关于在此所述的芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基、烷氧基及芳氧基，能够参考通式(1)中的这些基团的说明。
在R31～R35可以采用的咔唑-9-基经取代的情况下，其取代基的键合位置优选为咔唑环的3位或者3位和6位这两个。
作为R31～R35可以采用的咔唑-9-基的具体例，可以举出3-甲基咔唑-9-基、3,6-二甲基咔唑-9-基、3-乙基咔唑-9-基、3,6-二乙基咔唑-9-基、3-叔丁基咔唑-9-基、3,6-二叔丁基咔唑-9-基、3-苯基咔唑-9-基、3,6-二苯基咔唑-9-基、3-(咔唑-9-基)咔唑-9-基、3,6-双(咔唑-9-基)咔唑-9-基等。
R31～R35中的四个分别独立地表示经取代或未经取代的咔唑-9-基，但是四个并不全部相同。四个均可以不同，但是优选为三个相同而一个不同的情况或者两个相同且其他两个也相同的情况。例如，可以举出R31和R35相同且R32和R34相同的情况、R31和R32相同且R34和R35相同的情况、R31和R34相同且R32和R35相同的情况、R32和R34和R35相同而仅R31不同的情况、R31和R34和R35相同而仅R32不同的情况。
存在于通式(2)中的经取代或未经取代的咔唑-9-基的不同点可以为咔唑-9-基是否具有取代基的不同，也可以为与咔唑-9-基键合的取代基的种类的不同，还可以为与咔唑-9-基键合的取代基的键合位置的不同。优选为咔唑-9-基是否具有取代基的不同和与咔唑-9-基键合的取代基的种类的不同。作为与咔唑-9-基键合的取代基的种类不同的例，可以举出经烷基取代的咔唑-9-基和经芳基取代的咔唑-9-基。作为与咔唑-9-基键合的取代基的键合位置不同的例，可以举出3位和6位分别经烷基取代的咔唑-9-基和仅3位经烷基取代的咔唑-9-基。
R31～R35的其余一个表示氢原子、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的咔唑-9-基或者氰基。在其余一个表示经取代或未经取代的咔唑-9-基时，该经取代或未经取代的咔唑-9-基可以与其他四个中的至少一个相同，也可以与其他四个不同。关于R31～R35的其余一个可以采用的芳基，能够参考通式(1)的说明中的芳基的记载。R31～R35的其余一个可以采用的芳基可以经取代，优选烷基或芳基作为取代基。作为R31～R35的其余一个可以采用的芳基，例如可以举出4位经烷基或芳基取代的苯基、3位和5位经烷基或芳基取代的苯基。在其余一个为氢原子、经取代或未经取代的芳基或者氰基时，其可以为R31～R35中的任一个，但是优选为R33。
作为通式(2)所表示的优选的化合物组，例如可以举出下述通式(2a)所表示的化合物组。
[化学式10]
通式(2a)
Figure BDA0002946989510000181
在通式(2a)中，R41～R44、R46～R49分别独立地表示取代基，但是与通式(2a)的苄腈键合的四个经取代或未经取代的咔唑-9-基并不全部相同。n41～n44、n46～n49分别独立地表示0～4中的任一个整数。R45表示氢原子、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的咔唑-9-基或者氰基。
关于R41～R44、R46～R49可以采用的取代基，能够参考通式(2)的说明中的R31～R35可以采用的咔唑-9-基的取代基的记载。关于R45可以采用的基团，能够参考通式(2)的说明中的R31～R35的其余一个可以采用的基团的记载。
在n41为2以上时，多个R41可以相互相同也可以不同，并且相邻的两个R41可以键合而形成环状结构，也可以不形成环状结构。在n42为2以上时，多个R42可以相互相同也可以不同，并且相邻的两个R42可以键合而形成环状结构，也可以不形成环状结构。在n43为2以上时，多个R43可以相互相同也可以不同，并且相邻的两个R43可以键合而形成环状结构，也可以不形成环状结构。在n44为2以上时，多个R44可以相互相同也可以不同，并且相邻的两个R44可以键合而形成环状结构，也可以不形成环状结构。在n46为2以上时，多个R46可以相互相同也可以不同，并且相邻的两个R46可以键合而形成环状结构，也可以不形成环状结构。在n47为2以上时，多个R47可以相互相同也可以不同，并且相邻的两个R47可以键合而形成环状结构，也可以不形成环状结构。在n48为2以上时，多个R48可以相互相同也可以不同，并且相邻的两个R48可以键合而形成环状结构，也可以不形成环状结构。在n49为2以上时，多个R49可以相互相同也可以不同，并且相邻的两个R49可以键合而形成环状结构，也可以不形成环状结构。关于在此所述的环状结构，能够参考通式(1)中的环状结构的说明。
n41～n49优选为0～3中的任一个整数，更优选为0～2中的任一个整数。n41～n49的总和优选为1～24，更优选为1～16，进一步优选为1～8。
作为n41～n44、n46～n49的组合例，可以举出仅n41为1且其他为0的情况、仅n43为1且其他为0的情况、n41和n42为1且其他为0的情况、n43和n44为1且其他为0的情况、n41和n43为1且其他为0的情况、n41和n46为1且其他为0的情况、n41和n48为1且其他为0的情况、n41～n44为1且其他为0的情况、n41、n42、n46、n47为1且其他为0的情况、n43、n44、n46、n47为1且其他为0的情况、n41、n42为0且其他为1的情况、n43、n44为0且其他为1的情况。
关于通式(2)或通式(2a)所表示的化合物，能够参考后述合成例2来合成。即，能够通过如下方式来合成：通过使经取代或未经取代的咔唑与4-苯基-2,3,5,6-四氟苄腈进行反应来将经取代或未经取代的咔唑-9-基导入至2位和6位，进一步通过与经取代或未经取代的二芳基咔唑进行反应来将经取代或未经取代的二芳基咔唑-9-基导入至3位和5位。并且，也能够通过组合已知的合成法来合成。
以下表1及表2中举出通式(2)所表示的化合物的具体例，但是能够用于本发明的化合物并不被以下具体例做限定性地解释。表示通式(2)中的取代基的通式(3a)和通式(3b)也记载于以下。
[化学式11]
Figure BDA0002946989510000191
Figure BDA0002946989510000201
Figure BDA0002946989510000211
Figure BDA0002946989510000221
Figure BDA0002946989510000231
[化学式12]
Figure BDA0002946989510000241
[通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物的组合]
通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物能够用作有机发光元件用材料。在有机发光元件中，从通式(2)所表示的化合物向通式(1)所表示的化合物效率良好地进行能量转移，并将该能量用于发光。以包含通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物的有机电致发光元件为例，在以下对该机制进行说明。
在有机电致发光元件中，若通过从电极所注入的空穴及电子的再键合而产生激发能量，则电极之间的有机层中所包含的有机化合物从基态过渡到激发单重态及激发三重态。激发单重态的有机化合物(单重态激子)与激发三重态的有机化合物(三重态激子)的形成几率据统计单重态激子为25％且三重态激子为75％。而且，激子中的激发单重态的通式(2)的化合物的能量转移至通式(1)的化合物，基态的通式(1)的化合物过渡到激发单重态。成为激发单重态的通式(1)的化合物在之后返回至基态时发射荧光。或者，成为激发单重态的通式(1)的化合物的能量转移至另一个发光材料，基态的发光材料过渡到激发单重态，并在之后返回至基态时发射荧光。
此时，在本发明的有机电致发光元件中，通式(2)的化合物为容易从激发三重态反向系间窜越至激发单重态的化合物，因此基于该反向系间窜越的单重态激发能量也转移至通式(1)的化合物。因此，存在比率大的激发三重态的能量也间接地有助于发光，并且与不包含通式(2)的化合物的结构相比，能够飞跃性地提高有机电致发光元件的发光效率。
通式(2)的化合物优选为尽可能容易进行反向系间窜越的化合物。因此，优选为通过热能的吸收从激发三重态反向系间窜越至激发单重态的热活化型的延迟荧光体。热活化型的延迟荧光材料吸收设备所发出的热并相对容易地从激发三重态反向系间窜越至激发单重态，从而能够使其激发三重态能量效率良好地有助于发光。通式(2)的化合物优选最低激发单重态下的能级ES1与77K的最低激发三重态下的能级ET1之差ΔEST为0.3eV以下，更优选为0.2eV以下，进一步优选为0.15eV以下，更进一步优选为0.10eV以下。能量差ΔEST小的化合物相对容易引起从激发三重态至激发单重态的反向系间窜越，因此能够使其激发三重态能量效率良好地有助于发光。并且，有效地抑制激发过程中的三重态激子的积蓄，因此通过使用通式(2)所表示的化合物，可以抑制由三重态激子的积蓄引起的激子湮灭或设备劣化，从而除了更高的发光效率以外也能够获得优异的高耐久性。并且，通过抑制激子湮灭，也能够极大地有助于有机激光的实现。
通过将通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物用于有机发光元件，能够实现发出良好的蓝色光的有机发光元件。例如，能够提供一种能够发出CIE-XYZ表色系中的色坐标x为0.23以下且y为0.40以下(优选x为0.20以下且y为0.30以下，更优选x为0.16以下且y为0.26以下)的光的有机发光元件。几乎没有提供令人满意的高发光效率且发出良好的蓝色光的有机发光元件，因此本发明的有用性极高。另外，本发明的有机发光元件的发光色并不一定限定于蓝色，即使是实现除了蓝色以外的发光的有机发光元件，只要为使用通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物的有机发光元件，则包含在本发明的范围内。
[有机发光元件]
通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物可以一起包含于构成有机发光元件的任一个层中，各化合物也可以包含于不同的层中。在包含于不同的层中的情况下，优选各化合物包含于相互相邻的层中。例如，能够设成通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物同时包含于发光层中、通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物同时包含于与发光层相邻的层中或者通式(1)所表示的化合物包含于发光层中而通式(2)所表示的化合物包含于与发光层相邻的层中。
在有机发光元件中，与通式(1)所表示的化合物相比，优选大量使用通式(2)所表示的化合物。在将这些化合物的合计设为100重量份时，通式(1)所表示的化合物优选使用0.01～49.9重量份，更优选使用1～35重量份。
在通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物同时包含于发光层中的情况下，除了这些化合物以外还可以包含主体材料。主体材料为最低激发单重态能量大于通式(1)所表示的化合物或通式(2)所表示的化合物的有机化合物，并且主体材料具有作为负责传输载流子的主体材料的功能或将通式(1)所表示的化合物的能量封入该化合物中的功能。由此，通式(1)所表示的有机化合物能够将通过空穴与电子在分子内进行再键合而产生的能量及从主体材料及通式(2)所表示的化合物接收到的能量效率良好地转换成发光，从而能够实现发光效率高的有机电致发光元件。
作为主体材料，优选采用具有空穴传输能力、电子传输能力且防止发光的长波长化而且具有高的玻璃转移温度的有机化合物。与通式(1)所表示的化合物或通式(2)所表示的化合物相比，优选在发光层中包含更多的主体材料。具体而言，优选设为发光层的总重量的40重量％以上，更优选设为50重量％以上，并且优选设为99.9重量％以下，更优选设为95重量％以下。在发光层中仅包含通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物的情况及在发光层中包含通式(1)所表示的化合物、通式(2)所表示的化合物和主体材料的情况下，经过从通式(2)所表示的化合物向通式(1)所表示的化合物的能量转移，主要由通式(1)所表示的化合物发光。
在通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物同时包含于发光层中的情况下，除了这些化合物以外还可以包含发光材料。发光材料为最低激发单重态能量小于通式(1)所表示的化合物的化合物。此时，发光层也可以包含主体材料。发光材料从通式(1)所表示的化合物、通式(2)所表示的化合物或它们两个接收能量转移并发光。此时，有时观测到来自通式(1)所表示的化合物的发光。发光层中的发光材料的含量优选设为发光层的总重量的0.01重量％～30重量％，更优选设为0.1重量％～15重量％。
在通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物同时包含于与发光层相邻的层中的情况下，发光层包含发光材料。发光层可以包含通式(1)所表示的化合物。发光层的发光材料从相邻的层的通式(1)所表示的化合物、通式(2)所表示的化合物或它们两个接收能量转移并发光。
可以设成通式(1)所表示的化合物包含于发光层中而通式(2)所表示的化合物包含于与发光层相邻的层中。可以设成从通式(2)所表示的化合物接收能量转移的通式(1)所表示的化合物发光，也可以设成发光层进一步包含发光材料并由发光材料发光。
关于有机发光元件中的通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物的使用方式，能够根据有机发光元件的制造目的或功能而适当调整。
接着，对有机发光元件的结构进行说明。
有机光致发光(PL)元件具有在基板上至少形成了发光层的结构。并且，有机电致发光(EL)元件至少具有阳极、阴极及在阳极与阴极之间形成了有机层的结构。有机层至少包含发光层，可以仅由发光层构成，也可以除了发光层以外具有1层以上的有机层。作为这种其他有机层，可以举出空穴传输层、空穴注入层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子注入层、电子传输层、激子阻挡层等。空穴传输层可以为具有空穴注入功能的空穴注入传输层，电子传输层可以为具有电子注入功能的电子注入传输层。在将通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物包含于与发光层相邻的层中的情况下，这些化合物能够包含于与发光层相邻的上述任一个层中。将具体的有机电致发光元件的结构示于图1。在图1中，1表示基板，2表示阳极，3表示空穴注入层，4表示空穴传输层，5表示发光层，6表示电子传输层，7表示阴极。
以下对有机电致发光元件的各部件及各层进行说明。另外，基板及发光层的说明也相当于有机光致发光元件的基板及发光层。
(基板)
本发明的有机电致发光元件优选由基板支撑。关于该基板，并无特别限制，只要为从以往在有机电致发光元件中惯用的基板即可，例如能够使用由玻璃、透明塑料、石英、硅等构成的基板。
(阳极)
作为有机电致发光元件的阳极，可以优选地使用将功函数大(4eV以上)的金属、合金、导电性化合物及它们的混合物作为电极材料的阳极。作为这种电极材料的具体例，可以举出Au等金属、CuI、氧化铟锡(ITO)、SnO2、ZnO等导电性透明材料。并且，也可以使用IDIXO(In2O3-ZnO)等非晶质且能够制作透明导电膜的材料。关于阳极，可以通过蒸镀或溅射等方法使这些电极材料形成为薄膜，并利用光刻法形成所需形状的图案，或者对图案精度要求不高的情况(100μm以上左右)下，可以在上述电极材料的蒸镀或溅射时经由所需形状的掩模形成图案。或者，在使用如有机导电性化合物那样能够涂布的材料的情况下，也能够使用印刷方式、涂布方式等湿式成膜法。在从该阳极提取发光的情况下，优选将透射率设为大于10％，并且作为阳极的薄膜电阻优选为数百Ω/□以下。而且，膜厚也取决于材料，通常在10～1000nm、优选为10～200nm的范围内进行选择。
(阴极)
另一方面，作为阴极，可以使用将功函数小(4eV以下)的金属(称为电子注入性金属)、合金、导电性化合物及它们的混合物作为电极材料的阴极。作为这种电极材料的具体例，可以举出钠、钠-钾合金、镁、锂、镁/铜混合物、镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝(Al2O3)混合物、铟、锂/铝混合物、稀土类金属等。其中，从电子注入性及对氧化等的耐久性的观点考虑，优选为电子注入性金属与作为功函数的值比其大且稳定的金属即第二金属的混合物，例如，镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝(Al2O3)混合物、锂/铝混合物、铝等。关于阴极，能够通过利用蒸镀或溅射等方法使这些电极材料形成为薄膜而进行制作。并且，作为阴极的薄膜电阻优选为数百Ω/□以下，膜厚通常在10nm～5μm、优选在50～200nm的范围内选择。另外，若为了使发出的光透射而有机电致发光元件的阳极或阴极中的任一个为透明或半透明，则发光亮度提高而优选。
并且，通过将在阳极的说明中所举出的导电性透明材料用于阴极，能够制作透明或半透明的阴极，通过应用该阴极，能够制作阳极与阴极这两个具有透射性的元件。
(发光层)
发光层为在通过从阳极及阴极的各自所注入的空穴及电子进行再键合而生成激子之后发光的层。发光层能够设为包含通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物的层、包含通式(1)所表示的化合物、通式(2)所表示的化合物及主体材料的层、包含通式(1)所表示的化合物、通式(2)所表示的化合物及发光材料的层、包含通式(1)所表示的化合物、通式(2)所表示的化合物、发光材料及主体材料的层、包含发光材料的层、包含发光材料和主体材料的层、包含发光材料和通式(1)所表示的化合物的层等。在发光层不包含通式(1)所表示的化合物的情况下，与发光层相邻的层包含通式(1)所表示的化合物。在发光层不包含通式(2)所表示的化合物的情况下，与发光层相邻的层包含通式(2)所表示的化合物。
(注入层)
注入层是指为了降低驱动电压或提高发光亮度而设置于电极与有机层之间的层，存在空穴注入层及电子注入层，并且可以使其存在于阳极与发光层或空穴传输层之间及阴极与发光层或电子传输层之间。注入层能够根据需要而设置。
(阻挡层)
阻挡层为能够阻止存在于发光层中的电荷(电子或者空穴)和/或激子向发光层外扩散的层。电子阻挡层能够配置于发光层及空穴传输层之间，阻止电子朝向空穴传输层通过发光层。同样地，空穴阻挡层能够配置于发光层及电子传输层之间，阻止空穴朝向电子传输层通过发光层。阻挡层也能够为了阻止激子扩散至发光层的外侧而使用。即，电子阻挡层、空穴阻挡层分别也能够兼备作为激子阻挡层的功能。在本说明书中所述的电子阻挡层或激子阻挡层是以包括作为一个层具有电子阻挡层及激子阻挡层的功能的层的含义而使用。
(空穴阻挡层)
空穴阻挡层在广义上具有电子传输层的功能。空穴阻挡层具有传输电子并且阻止空穴到达电子传输层的作用，由此能够提高发光层中的电子与空穴的再键合几率。作为空穴阻挡层的材料，能够根据需要使用后述的电子传输层的材料。
(电子阻挡层)
电子阻挡层在广义上具有传输空穴的功能。电子阻挡层具有传输空穴并且阻止电子到达空穴传输层的作用，由此能够提高发光层中的电子与空穴进行再键合的几率。
(激子阻挡层)
激子阻挡层是指用于阻挡因空穴与电子在发光层内进行再键合而产生的激子扩散至电荷传输层的层，通过本层的插入能够有效率地将激子封入发光层内，能够提高元件的发光效率。激子阻挡层邻接于发光层而能够插入于阳极侧、阴极侧中的任一侧，也能够同时插入于两侧。即，在阳极侧具有激子阻挡层的情况下，能够在空穴传输层与发光层之间，邻接于发光层而插入该层，在插入于阴极侧的情况下，能够在发光层与阴极之间，邻接于发光层而插入该层。并且，在阳极与邻接于发光层的阳极侧的激子阻挡层之间能够具有空穴注入层或电子阻挡层等，在阴极与邻接于发光层的阴极侧的激子阻挡层之间能够具有电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层等。在配置阻挡层的情况下，优选为用作阻挡层的材料的激发单重态能量及激发三重态能量中的至少任一个高于发光材料的激发单重态能量及激发三重态能量。
(空穴传输层)
空穴传输层由具有传输空穴的功能的空穴传输材料构成，空穴传输层能够设置单层或多层。
作为空穴传输材料，具有空穴的注入或传输、电子的阻挡性中的任一个，可以为有机物、无机物中的任一个。作为能够使用的公知的空穴传输材料，例如可以举出三唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、聚芳基烷烃衍生物、吡唑啉衍生物及吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、氨基取代查耳酮衍生物、噁唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、茋衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺系共聚物，还可以举出导电性高分子低聚物，尤其可以举出噻吩低聚物等，优选使用卟啉化合物、芳香族叔胺化合物及苯乙烯胺化合物，更优选使用芳香族叔胺化合物。
(电子传输层)
电子传输层由具有传输电子的功能的材料构成，电子传输层能够设置单层或多层。
作为电子传输材料(也存在兼作空穴阻挡材料的情况)，只要具有将从阴极注入的电子传递至发光层的功能即可。作为能够使用的电子传输层，例如可以举出硝基取代芴衍生物、二苯基醌衍生物、噻喃二氧化物(Thiopyran dioxide)衍生物、碳二亚胺、亚芴基甲烷衍生物、蒽醌二甲烷(anthraquino dimethane)及蒽酮衍生物、噁二唑衍生物等。而且，在上述噁二唑衍生物中，将噁二唑环的氧原子取代为硫原子而获得的噻二唑衍生物、具有作为吸电子基团已知的喹喔啉环的喹喔啉衍生物也能够用作电子传输材料。而且，也能够使用将这些材料导入到高分子链或将这些材料作为高分子的主链的高分子材料。
以下，具体地例示出能够用于有机电致发光元件的优选的材料。其中，在本发明中能够使用的材料并不被以下例示化合物做限定性地解释。并且，即使是作为具有特定功能的材料而例示的化合物，也能够转用作具有其他功能的材料。
首先，举出能够用作发光层的主体材料的优选的化合物。
[化学式13]
Figure BDA0002946989510000321
[化学式14]
Figure BDA0002946989510000331
[化学式15]
Figure BDA0002946989510000341
[化学式16]
Figure BDA0002946989510000351
[化学式17]
Figure BDA0002946989510000352
接着，举出能够用作空穴注入材料的优选的化合物例。
[化学式18]
Figure BDA0002946989510000361
接着，举出能够用作空穴传输材料的优选的化合物例。
[化学式19]
Figure BDA0002946989510000371
[化学式20-1]
Figure BDA0002946989510000381
[化学式20-2]
Figure BDA0002946989510000391
[化学式21]
Figure BDA0002946989510000401
[化学式22]
Figure BDA0002946989510000411
[化学式23]
Figure BDA0002946989510000421
[化学式24]
Figure BDA0002946989510000431
接着，举出能够用作电子阻挡材料的优选的化合物例。
[化学式25]
Figure BDA0002946989510000441
接着，举出能够用作空穴阻挡材料的优选的化合物例。
[化学式26]
Figure BDA0002946989510000451
接着，举出能够用作电子传输材料的优选的化合物例。
[化学式27]
Figure BDA0002946989510000461
[化学式28]
Figure BDA0002946989510000471
[化学式29]
Figure BDA0002946989510000481
接着，举出能够用作电子注入材料的优选的化合物例。
[化学式30]
Figure BDA0002946989510000482
而且，举出作为能够添加的材料较为优选的化合物例。例如，可以考虑作为稳定化材料进行添加等。
[化学式31]
Figure BDA0002946989510000491
有机电致发光元件通过对所获得的元件的阳极与阴极之间施加电场来发光。此时，只要为基于激发单重态能量的发光，则与其能阶相对应的波长的光被确认为荧光发光及延迟荧光发光。并且，只要为基于激发三重态能量的发光，则与其能阶相对应的波长被确认为磷光。通常的荧光的荧光寿命短于延迟荧光发光，因此发光寿命能够根据荧光与延迟荧光进行区分。
另一方面，关于磷光，在如本发明的化合物那样的通常的有机化合物中，激发三重态能量不稳定且转换成热等而寿命短且立即失活，因此在室温下几乎无法观测到。为了测定通常的有机化合物的激发三重态能量，能够通过观测极低温条件下的发光来进行测定。
本发明的有机电致发光元件在单独的元件、由以阵列状配置的结构构成的元件、阳极与阴极以X-Y矩阵状配置的结构中的任一个中均能够应用。根据本发明，通过含有通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物，能够提供一种发光效率高的有机发光元件。本发明的有机电致发光元件等有机发光元件能够进一步应用于各种用途。例如，使用本发明的有机电致发光元件能够制造有机电致发光显示装置，详细而言，能够参考时任静士、安达千波矢、村田英幸共著的“有机EL显示器”(Ohmsha,Ltd.)。并且，尤其本发明的有机电致发光元件也能够应用于需求较大的有机电致发光照明或背光中。
[组合物及膜]
本发明还提供一种包含通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物的组合物。组合物可以为溶液状态，也可以为固体状态。在组合物处于溶液状态的情况下，溶解于通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物均溶解的溶剂中。例如，能够使用甲苯。
本发明还提供一种包含通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物的膜。通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物可以在膜内进行混合，也可以包括层叠有包含通式(1)所表示的化合物的层和包含通式(2)所表示的化合物的层的结构。包含通式(1)所表示的化合物和通式(2)所表示的化合物的膜可以用作有机发光元件用的膜，但是也可以用于除此以外的用途中。
实施例
以下举出实施例并对本发明的特征进行进一步具体地说明。以下所示的材料、处理内容、处理步骤等只要不脱离本发明的主旨，则能够适当进行变更。因此，本发明的范围不应被以下所示的具体例做限定性地解释。
关于以下中所记载的发光特性的评价，使用紫外可见近红外分光光度计(PerkinElmeRCo.,Ltd.制：Lambda950-PKA)、荧光分光光度计(HORIBA社制：Fluoro Max-4)、多通道光谱仪(Hamamatsu Photonics K.K.制：PMA-12C10027-01)、光激发绝对发光量子产率测定装置(Hamamatsu Photonics K.K.制：C9920PMA-11)、荧光寿命测定装置(HamamatsuPhotonics K.K.制：C11367-25)及条纹照相机(Hamamatsu Photonics K.K.制：U8167-1)来进行。并且，在本实施例中，将发光寿命为100ns以下的荧光判定为瞬时荧光，并且将发光寿命为0.1μs以上的荧光判定为延迟荧光。
(合成例1)化合物1的合成
[第1阶段]
[化学式32]
Figure BDA0002946989510000511
在氮气气氛下，将投入有1,3-二溴苯(25.0g、106mmol)、苯胺(20.3ml、223mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0)(Pd2(dba)3)(971mg、1.06mmol)、2,2’-双(二苯基膦基)-1,1’-联萘(BINAP：1.98g、3.18mmol)、NaOtBu(25.5g、265mmol)及甲苯(400ml)的烧瓶加热至110℃，并搅拌了18小时。将反应液冷却至室温，使用硅胶进行过滤(洗脱液：甲苯)，并对溶剂进行减压蒸馏，从而获得了粗产物。使所获得的粗产物溶解于甲苯中之后，对适当量进行减压蒸馏，并加入己烷以使其再沉淀，从而获得了N1,N3-二苯基苯-1,3-二胺(16.5g、产率60％)作为白色固体。
1H-NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝5.63(s,2H)、6.60(dd,2H)、6.74(t,1H)、6.90(t,2H)、7.06(d,4H)、7.12(t,1H)、7.24(dt,4H).
[第2阶段]
[化学式33]
Figure BDA0002946989510000512
在氮气气氛下，将投入有1,3-二溴-5-氯苯(8.11g、30mmol)、二苯胺(10.1g、60mmol)、Pd2(dba)3(550mg、0.6mmol)、2-二环己基苯基膦-2’,6’-二甲氧基二苯基(SPhos：0.493g、1.2mmol)、NaOtBu(8.60g、90mmol)及甲苯(300ml)的烧瓶加热至80℃，并搅拌了15小时。将反应液冷却至室温，使用硅胶进行过滤(洗脱液：甲苯)，并对溶剂进行减压蒸馏，从而获得了粗产物。通过使所获得的粗产物溶解于甲苯中之后进行减压蒸馏来制备饱和溶液，并加入己烷以使其再沉淀，从而获得了5-氯-N1,N1,N3,N3-四苯基苯-1,3-二胺(5.66g、产率43％)作为白色固体。
1H-NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝6.56(d,2H)、6.64(t,1H)、7.00(t,4H)、7.05(d,8H)、7.21(dd,8H).
[第3阶段]
[化学式34]
Figure BDA0002946989510000521
在氮气气氛下，将投入有在第1阶段合成的N1,N3-二苯基苯-1,3-二胺(1.34g、5.1mmol)、在第2阶段合成的5-氯-N1,N1,N3,N3-四苯基苯-1,3-二胺(4.80g、11mmol)、Pd2(dba)3(0.140g、0.15mmol)、三叔丁基膦(60.7mg、0.30mmol)、NaOtBu(1.47g、15mmol)及甲苯(200ml)的烧瓶加热至110℃，并搅拌了8小时。将反应液冷却至室温，使用硅胶进行过滤(洗脱液：甲苯)，并对溶剂进行减压蒸馏，从而获得了粗产物。将所获得的粗产物依次用己烷、甲醇进行清洗，从而获得了N1,N1’-(1,3-亚苯基)双(N1,N3,N3,N5,N5-五苯基苯-1,3,5-三胺(4.80g、产率87％)作为白色固体。
1H-NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝6.38(d,4H)、6.41(t,2H)、6.58(dd,2H)、6.70(t,1H)、6.88-6.90(m,14H)、6.85(t,1H)、6.99(d,16H)、7.08-7.15(m,20H).
[第4阶段]
[化学式35]
Figure BDA0002946989510000522
在氮气气氛下，在室温下，向投入有N1,N1’-(1,3-亚苯基)双(N1,N3,N3,N5,N5-五苯基苯-1,3,5-三胺(3.24g、3.0mmol)及邻二氯苯(400ml)的烧瓶加入了三溴化硼(1.13ml、12mmol)。滴加结束后，升温至180℃并搅拌了20小时。之后，再次冷却至室温，加入N-二异丙基乙基胺(7.70ml、45mmol)，并搅拌至发热停止为止。之后，在60℃下，在减压下蒸馏除去反应溶液，从而获得了粗产物。将所获得的粗产物依次用乙腈、甲醇、甲苯进行清洗，通过硅胶柱层析法(洗脱液：甲苯)进行纯化后，用邻二氯苯对粗产物进行两次再结晶，之后在1×10- 4mmH g的减压下，在440℃下进行升华纯化，从而获得了1.17g的化合物1。
1H-NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝5.72(s,2H)、5.74(s,2H)、5.86(s,1H)、6.83(d,2H)、6.88-6.93(m,12H)、7.05(t,8H)、7.12-7.19(m,6H)、7.24-7.26(m,4H)、7.05(d,4H)、7.12(dd,8H)、7.12-7.19(m,6H)、7.32(d,4H)、7.38(dd,2H)、7.42(t,2H)、7.46(dd,2H)、7.47(dd,4H)、9.30(d,2H)、10.5(s,1H).
13C-NMR(101MHz,CDCl3)：99.5(2C+2C)、103.4(1C)、116.8(2C)、120.0(2C)、123.1(4C)、125.3(8C)、127.1(2C)、127.6(2C)、128.5(8C)、129.6(4C)、129.8(4C)、130.2(4C+2C)、130.3(4C)、135.0(2C)、142.1(2C)、142.5(2C)、143.3(1C)、146.8(4C)、147.9(2C+2C)、148.0(2C)、150.1(2C)、151.1(2C).
(合成例2)化合物2-38的合成
[第1阶段及第2阶段]
[化学式36]
Figure BDA0002946989510000531
在氮气流下，向三丁基锡氯化物(5.06g、4.45mL、13.78mmol)及4-溴-2,3,5,6-四氟苄腈(2.92g、11.50mmol)的甲苯溶液(50mL)加入三(邻甲苯)膦(0.525g、1.72mmol)及三(二亚苄基丙酮)钯(0)(1.57g、1.72mmol)，将温度升温至100℃并搅拌了21小时。将该混合物返回至室温并加入水来进行淬灭，用乙酸乙酯提取，并用硅藻土进行了过滤。接着，用饱和食盐水清洗有机层，并用无水硫酸镁使其干燥。将其进行减压浓缩，并通过硅胶柱层析法(二氯甲烷:己烷＝1:2)将所获得的混合物进行纯化，从而获得了白色固体的化合物a(2.42g、9.63mmol、产率83.7％)。
1H-NMR(500MHz、CDCl3)：δ＝7.56-7.51(m,3H),7.48-7.45(m,2H)
ASAP质谱分析：理论值251.0、观测值251.1
在氮气流下，向氢化钠(60％矿物油分散物、0.125g、3.14mmol)的四氢呋喃溶液(10mL)加入9H-咔唑(0.397g、2.38mmol)，并在室温下搅拌了1小时。将该混合物冷却至-50℃并加入化合物a(0.3g、1.19mmol)，卸下冷却浴(coolingbath)，一边逐渐返回至室温一边搅拌了22小时。将该反应混合物加入到冰水中来进行淬灭，用乙酸乙酯提取，用饱和食盐水清洗有机层，并用无水硫酸镁使其干燥。将其进行减压浓缩，并通过硅胶柱层析法(氯仿:己烷＝1:2)将所获得的混合物进行纯化，从而获得了黄色固体的化合物b(0.486g、0.89mmol、产率74.8％)。
1H-NMR(500MHz、CDCl3)：δ＝8.16(d,J＝7.5Hz,4H)、7.62-7.59(m,2H)、7.54-7.49(m,7H)、7.38(dt,J＝7.5Hz,1.0Hz,4H),7.30(d,J＝7.5Hz,4H)、
ASAP质谱分析：理论值545.2、观测值545.2
[第3阶段]
[化学式37]
Figure BDA0002946989510000541
在氮气流下，向3,6-二苯基咔唑(0.66g、2.06mmol)和碳酸钾(0.43g、3.11mmol)的1-甲基-2-吡咯烷酮溶液(10mL)加入化合物b(0.45g、0.825mmol)，并在100℃下搅拌了48小时。将该混合物返回至室温并加入水来进行淬灭，用乙酸乙酯提取，用饱和食盐水清洗有机层，并用无水硫酸镁使其干燥。将其进行减压浓缩，并通过硅胶柱层析法(氯仿:己烷＝1:1)将所获得的混合物进行纯化，从而获得了黄色固体的化合物2-38(0.575g、0.502mmol、产率60.9％)。
1H-NMR(500MHz、CDCl3)：δ＝7.81(d,J＝1.5Hz,4H)、7.72-7.70(m,4H)、7.54-7.52(m,8H)、7.43(t,J＝7.5Hz,8H)、7.32(t,J＝7.5Hz、4H)、7.29-7.06(m,20H)、6.86-6.83(m,2H)、6.61-6.58(m,1H)、6.56-6.52(m,2H)
ASAP质谱分析：理论值1143.4、观测值1143.4
(合成例3)化合物2-117的合成
[第1阶段]
[化学式38]
Figure BDA0002946989510000551
在氮气气氛下，将9H-咔唑(167mg、1mmol)进行干燥并溶解于N,N-二甲基甲酰胺(30mL)中，在0℃下加入NaH(40mg、1mmol)，并在室温下搅拌了30分钟。之后，加入四氟苄腈(175mg、1mmol)，并在室温下搅拌了16小时。用水进行淬灭并滤出沉淀物，通过柱层析法将粗产物进行纯化，从而获得了中间体a(产量193mg、产率60％)。
1H NMR(500MHz,CDCl3,298K,相对于Me4Si):δ＝8.16(d,2H,7.5Hz),7.53-7.58(m,1H),7.48(t,2H,7.0Hz),7.38(t,2H,7.5Hz),7.11(d,2H,8.0Hz)；13C NMR(126MHz,CDCl3):δ＝155.8,155.7,153.8,153.7,150.9,150.8,150.7,150.1,150.0,149.9,148.8,148.7,148.6,148.0,147.9,147.8,140.0,126.6,124.4,124.3,124.3,124.2,124.2,121.6,120.8,112.2,112.0,111.9,111.8,109.4,109.3,109.2,109.2,105.5,105.4；
19F NMR(471MHz,CDCl3):δ＝-114.32(m,1H),-128.05(m,1H),-130.54(m,1H)；
计算C19H9F3N2的MS(APCI):
m/z＝322.08；实测值:322.17[M]+.
[第2阶段]
[化学式39]
Figure BDA0002946989510000561
在氮气气氛下，将3,6-二苯基-9H-咔唑(957mg、3mmol)进行干燥并溶解于N、N-二甲基甲酰胺(30mL)中，在0℃下加入NaH(120mg、3mmol)，并在室温下搅拌了30分钟。之后，加入2-(9H-咔唑-9-基)-3,5,6-三氟苄腈(322mg、1mmol)，并在150℃下加热了16小时。用水进行淬灭并滤出沉淀物，通过柱层析法将粗产物进行纯化，从而获得了化合物2-117(产量976mg、产率80％)。
1H NMR(500MHz,氘代丙酮,298K,相对于Me4Si):δ＝9.07(s,1H),8.36(s,2H),8.29(d,4H,10.0Hz),7.95-8.00(m,10H),7.55-7.70(m,18H),7.30-7.45(m,20H),7.18(t,2H,7.0Hz).13C NMR(126MHz,氘代丙酮):δ＝143.1,143.1,142.1,142.0,141.6,141.5,141.0,140.7,140.2,140.0,136.2,135.9,135.8,130.6,130.5,128.8,128.8,128.7,128.5,128.4,127.6,126.8,126.7,126.7,126.5,126.42,125.8,122.9,122.0,120.5,120.4,120.4,113.4,112.9,112.7,112.7.
计算C91H57N5的MS(APCI):
m/z＝1220.5；实测值:1221.0[M]+.C91H57N5的元素分析计算值(％):C89.55,H4.71,N5.74；实测值:C89.51,H4.65,N5.72.
(初步测定)化合物1和化合物2-38的测定
制备了化合物1的甲苯溶液和化合物2-38的甲苯溶液(各浓度为10-5mol/L)。
关于化合物1的甲苯溶液和化合物2-38的甲苯溶液，将在300K下进行了光谱测定的结果示于图2中。在图2的上部示出化合物1的甲苯溶液的吸收光谱和向化合物2-38的甲苯溶液照射了波长360nm的激发光时的发光光谱。在450nm前后的区域中，确认到两者存在重叠。在图2的下部由虚线表示向化合物1的甲苯溶液照射了波长360nm的激发光时的发光光谱。
根据下述方法测定了化合物2-38的最低激发单重态能级(ES1)和最低激发三重态能级(ET1)。
(1)最低激发单重态能级(ES1)
相对于化合物2-38的甲苯溶液的发光光谱的短波长侧的上升划出切线，求出该切线与横轴的交点的波长值λedge[nm]。将该波长值利用如下所示的换算式换算成能量值，将所获得的值作为ES1。ES1为2.79eV。
换算式：ES1[eV]＝1239.85/λedge
(2)最低激发三重态能级(ET1)
将化合物2-38的甲苯溶液冷却至77[K]并照射激发光(337nm)，并使用条纹照相机测定了磷光强度。累计从激发光入射后1毫秒至入射后10毫秒的发光，从而获得了将纵轴设为发光强度而将横轴设为波长的磷光光谱。相对于该磷光光谱的短波长侧的上升划出切线，求出该切线与横轴的交点的波长值λedge[nm]。将该波长值利用如下所示的换算式换算成能量值，将所获得的值作为ET1。
换算式：ET1[eV]＝1239.85/λedge
对于磷光光谱的短波长侧的上升的切线以如下方式划出。考虑从磷光光谱的短波长侧，在光谱曲线上移动至光谱的极大值中最短波长侧的极大值时，朝向长波长侧的曲线上各点上的切线。随着曲线上升(即，随着纵轴增加)，该切线的斜率增加。将在该斜率的值取极大值的点上所划出的切线设为对于该磷光光谱的短波长侧的上升的切线。
具有光谱的最大峰强度的10％以下的峰强度的极大点不包括在上述最短波长侧的极大值，将在最接近于最短波长侧的极大值且斜率的值取极大值的点上所划出的切线设为对于该磷光光谱的短波长侧的上升的切线。
(3)测定结果
化合物2-38的最低激发单重态能级(ES1)为2.79eV，最低激发三重态能级(ET1)为2.66eV。通过计算ES1-ET1，ΔEST计算为0.13eV。
(实施例1)包含化合物1和化合物2-38的薄膜的制备和测定
在石英基板上，以真空度5×10-4Pa以下使化合物1、化合物2-38及mCBP[3,3’-二(9H-咔唑-9-基)-1,1’-联苯]由不同的蒸镀源进行共蒸镀，从而形成了厚度50nm的薄膜(化合物1为1重量％、化合物2-38为25重量％、mCBP为74重量％)。将该薄膜设为实施例1的薄膜。
在图2的下部由实线表示对实施例1的薄膜照射了波长360nm的激发光时的发光光谱(FWHM为20nm)。确认到与化合物1的发光光谱一致。实施例1的薄膜的光致发光量子效率为75％，延迟成分为30％。在此，将发光寿命小于0.1μs的荧光判定为瞬时荧光，将发光寿命为0.1μs以上的荧光判定为延迟荧光并求出了延迟成分的比例。
(实施例2)包含化合物1和化合物2-38的有机电致发光元件的制备和测定
通过真空蒸镀法，以真空度2×10-5Pa将各薄膜层叠于形成有由膜厚50nm的铟/氧化锡(ITO)构成的阳极的玻璃基板上。
首先，在ITO上以10nm的厚度蒸镀HATCN而形成空穴注入层，并在其上以30nm的厚度蒸镀TrisPCz而形成了空穴传输层。接着，以5nm的厚度蒸镀mCBP而形成了电子阻挡层。接着，使化合物1、化合物2-38及mCBP由不同的蒸镀源进行共蒸镀，从而形成了厚度50nm的发光层(化合物1为1重量％、化合物2-38为25重量％、mCBP为74重量％)。在其上以10nm的厚度蒸镀SF3-TRZ而形成空穴阻挡层，并在其上以20nm的厚度蒸镀SF3-TRZ:LiQ(重量比7:3)而形成了电子传输层。而且，通过以2nm的厚度形成LiQ，接着以100nm的厚度形成铝(Al)来形成阴极，从而制作了实施例2的有机电致发光元件。
(实施例3)包含化合物8和化合物2-117的有机电致发光元件的制备和测定
通过真空蒸镀法，以真空度2×10-5Pa将各薄膜层叠于形成有由膜厚50nm的铟/氧化锡(ITO)构成的阳极的玻璃基板上。
首先，在ITO上以10nm的厚度蒸镀HATCN而形成空穴注入层，并在其上以30nm的厚度蒸镀TrisPCz而形成了空穴传输层。接着，以5nm的厚度蒸镀mCBP而形成了电子阻挡层。接着，使化合物8、化合物2-117及mCBP由不同的蒸镀源进行共蒸镀，从而形成了厚度30nm的发光层(化合物8为0.5重量％、化合物2-117为15重量％、mCBP为84.5重量％)。在其上以10nm的厚度蒸镀SF3-TRZ而形成空穴阻挡层，并在其上以20nm的厚度蒸镀SF3-TRZ:LiQ(重量比7:3)而形成了电子传输层。而且，通过以2nm的厚度形成LiQ，接着以100nm的厚度形成铝(Al)来形成阴极，从而制作了实施例3的有机电致发光元件。
[化学式40]
Figure BDA0002946989510000591
来自实施例2的有机电致发光元件的发光在CIE-XYZ表色系中的色坐标x为0.151且y为0.256，并且为良好的蓝色发光。测定了实施例2的有机电致发光元件的荧光光谱的结果，与化合物1具有相同的发光极大波长，因此确认到为来自化合物1的发光。对实施例2的元件、仅在变为由化合物1(1重量％)和mCBP(99重量％)构成的发光层的方面不同的比较用有机电致发光元件(比较元件1)及仅在变为由化合物2-38(25重量％)和mCBP(75重量％)构成的发光层的方面不同的比较用有机电致发光元件(比较元件2)的各瞬态衰减曲线进行了测定，并将其结果示于图3中。由于从比较元件1成为实施例2的元件而延迟成分的比例增加，因此确认到从化合物2-38向化合物1的能量转移。
实施例2的有机电致发光元件的外量子效率在1000nit(1.8lm/W)时为超过20％的高值。仅在变为由化合物1(1重量％)和mCBP(99重量％)构成的发光层的方面不同的比较用有机电致发光元件(比较元件1)的外量子效率为8％，因此实施例2的有机电致发光元件实现了量子效率的大幅度提高。并且，确认到实施例2的有机电致发光元件的发光强度达到测定开始时的95％为止的时间(LT95)在750nit(1.35lm/W)时约为100小时，具有长的寿命。
并且，实施例3的有机电致发光元件的发光极大波长为469nm，外量子效率最大为22.5％。在实施例3中，也确认到本发明的有机电致发光元件具有高发光效率。
产业上的可利用性
本发明的有机发光元件具有高发光效率。并且，根据本发明，能够提供一种发出良好的蓝色光的高效的有机发光元件。因此，本发明在产业上的可利用性高。
符号说明
1-基板，2-阳极，3-空穴注入层，4-空穴传输层，5-发光层，6-电子传输层，7-阴极。

Claims (11)

1.一种有机发光元件，其同时包含具有一个或多个下述通式(1)所表示的结构的化合物和下述通式(2)所表示的化合物，
[化学式1]
通式(1)
Figure FDA0002946989500000011
在通式(1)中，a环、b环及c环分别独立地表示其他环可以缩合而形成芳环或杂芳环的苯环，这些环中的至少一个氢原子可以经取代，R1、R2分别独立地表示经取代或未经取代的芳基或者通过苯环进行键合的经取代或未经取代的杂芳基，R1可以通过-O-、-S-、-C(-Rc1)2-或单键与所述a环和/或c环中的与N的键合位置(原子)相邻的碳原子键合，R2可以通过-O-、-S-、-C(-Rc2)2-或单键与所述a环和/或b环中的与N的键合位置(原子)相邻的碳原子键合，所述Rc1及Rc2分别独立地表示氢原子或烷基，
[化学式2]
通式(2)
Figure FDA0002946989500000012
在通式(2)中，R31～R35中的四个分别独立地表示经取代或未经取代的咔唑-9-基，但是四个并不全部相同，其余一个表示氢原子、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的咔唑-9-基或者氰基。
2.根据权利要求1所述的有机发光元件，其中，
具有一个或多个所述通式(1)所表示的结构的化合物为具有两个所述通式(1)所表示的结构的化合物。
3.根据权利要求2所述的有机发光元件，其中，
所述通式(1)所表示的化合物为下述通式(1a)所表示的化合物，
[化学式3]
通式(1a)
Figure FDA0002946989500000021
在通式(1a)中，R11～R17分别独立地表示取代基，R18～R23分别独立地表示氢原子或取代基，n11、n13、n14、n17分别独立地表示0～5中的任一个整数，n12表示0～2中的任一个整数，n15、n16分别独立地表示0～4中的任一个整数。
4.根据权利要求3所述的有机发光元件，其中，
R19及R22分别独立地表示取代基。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的有机发光元件，其中，
所述通式(2)中的R31～R35中的至少一个为3位或6位的至少一个经取代的咔唑-9-基。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的有机发光元件，其中，
所述通式(2)中的咔唑-9-基为未经取代，或者被经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的杂芳基、经取代或未经取代的二芳基氨基、经取代或未经取代的二杂芳基氨基、经取代或未经取代的芳基杂芳基氨基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的烷氧基或者经取代或未经取代的芳氧基取代。
7.根据权利要求6所述的有机发光元件，其中，
所述通式(2)所表示的化合物为下述通式(2a)所表示的化合物，
[化学式4]
通式(2a)
Figure FDA0002946989500000031
在通式(2a)中，R41～R44、R46～R49分别独立地表示取代基，但是与通式(2a)的苄腈键合的四个经取代或未经取代的咔唑-9-基并不全部相同，n41～n44、n46～n49分别独立地表示0～4中的任一个整数，R45表示氢原子、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的咔唑-9-基或者氰基。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的有机发光元件，其在发光层内含有所述通式(1)所表示的化合物。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的有机发光元件，其在同一层内含有所述通式(1)所表示的化合物和所述通式(2)所表示的化合物。
10.一种组合物，其同时包含下述通式(1)所表示的化合物和下述通式(2)所表示的化合物，
[化学式5]
通式(1)
Figure FDA0002946989500000041
在通式(1)中，a环、b环及c环分别独立地表示其他环可以缩合而形成芳环或杂芳环的苯环，这些环中的至少一个氢原子可以经取代，R1、R2分别独立地表示经取代或未经取代的芳基或者通过苯环进行键合的经取代或未经取代的杂芳基，R1可以通过-O-、-S-、-C(-Rc1)2-或单键与所述a环和/或c环中的与N的键合位置(原子)相邻的碳原子键合，R2可以通过-O-、-S-、-C(-Rc2)2-或单键与所述a环和/或b环中的与N的键合位置(原子)相邻的碳原子键合，所述Rc1及Rc2分别独立地表示氢原子或烷基，
[化学式6]
通式(2)
Figure FDA0002946989500000042
在通式(2)中，R31～R35中的四个分别独立地表示经取代或未经取代的咔唑-9-基，但是四个并不全部相同，其余一个表示氢原子、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的咔唑-9-基或者氰基。
11.一种膜，其同时包含下述通式(1)所表示的化合物和下述通式(2)所表示的化合物，
[化学式7]
通式(1)
Figure FDA0002946989500000051
在通式(1)中，a环、b环及c环分别独立地表示其他环可以缩合而形成芳环或杂芳环的苯环，这些环中的至少一个氢原子可以经取代，R1、R2分别独立地表示经取代或未经取代的芳基或者通过苯环进行键合的经取代或未经取代的杂芳基，R1可以通过-O-、-S-、-C(-Rc1)2-或单键与所述a环和/或c环中的与N的键合位置(原子)相邻的碳原子键合，R2可以通过-O-、-S-、-C(-Rc2)2-或单键与所述a环和/或b环中的与N的键合位置(原子)相邻的碳原子键合，所述Rc1及Rc2分别独立地表示氢原子或烷基，
[化学式8]
通式(2)
Figure FDA0002946989500000052
在通式(2)中，R31～R35中的四个分别独立地表示经取代或未经取代的咔唑-9-基，但是四个并不全部相同，其余一个表示氢原子、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的咔唑-9-基或者氰基。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7012308B2 (ja) * 2016-09-07 2022-01-28 学校法人関西学院 多環芳香族化合物
EP3762977B1 (en) * 2018-04-11 2023-10-18 Kyulux, Inc. Electroluminescent display devices and methods of making the same
JP7325731B2 (ja) * 2018-08-23 2023-08-15 国立大学法人九州大学 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP6827135B2 (ja) * 2019-03-29 2021-02-10 住友化学株式会社 発光素子及び発光素子用組成物
KR102666981B1 (ko) * 2019-10-28 2024-05-20 삼성디스플레이 주식회사 화합물 및 이를 포함하는 발광 소자
KR20210154288A (ko) 2020-06-11 2021-12-21 삼성디스플레이 주식회사 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 축합 다환 화합물
KR20220039108A (ko) * 2020-09-21 2022-03-29 삼성전자주식회사 유기 발광 소자
WO2022085714A1 (ja) * 2020-10-23 2022-04-28 国立大学法人九州大学 ホウ素含有化合物、発光材料およびそれを用いた発光素子
CN116529339A (zh) * 2020-10-23 2023-08-01 三星显示有限公司 用于光电子装置的有机分子
WO2022107798A1 (ja) * 2020-11-17 2022-05-27 株式会社Kyulux 有機エレクトロルミネッセンス素子、発光組成物の設計方法およびプログラム
CN112409240A (zh) * 2020-11-20 2021-02-26 清华大学 一种有机化合物及其应用及采用该化合物的有机电致发光器
CN112409241B (zh) * 2020-11-27 2023-04-25 清华大学 一种有机化合物及其应用及采用该化合物的有机电致发光器
JP2022142304A (ja) 2021-03-16 2022-09-30 株式会社Kyulux 組成物、その組成物の発光組成物としての使用、膜、その膜の発光膜としての使用、有機エレクトロルミネッセンス素子、組成物の設計方法およびその設計方法を実施するためのプログラム
US20240268232A1 (en) * 2021-05-28 2024-08-08 Kyulux, Inc. Top emission type organic electroluminescent device, and method for designing same
EP4361158A4 (en) * 2021-06-23 2024-10-16 Kyulux Inc ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105431439A (zh) * 2014-02-18 2016-03-23 学校法人关西学院 多环芳香族化合物
WO2018062278A1 (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 住友化学株式会社 発光素子及び該発光素子の製造に有用な組成物
JP2018061030A (ja) * 2016-09-29 2018-04-12 住友化学株式会社 発光素子

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5935199B2 (ja) 1976-03-23 1984-08-27 富士産業株式会社 リ−ド付電子部品の印刷配線基板への装架装置
EP4152910A1 (en) 2013-08-14 2023-03-22 Kyulux, Inc. Organic electroluminescent device
TWI688137B (zh) * 2015-03-24 2020-03-11 學校法人關西學院 有機電場發光元件、顯示裝置以及照明裝置
KR20220084200A (ko) 2016-04-26 2022-06-21 가꼬우 호징 관세이 가쿠잉 유기 전계 발광 소자
JP2019204805A (ja) 2016-08-10 2019-11-28 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器
JP6848787B2 (ja) * 2016-09-29 2021-03-24 住友化学株式会社 発光素子

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105431439A (zh) * 2014-02-18 2016-03-23 学校法人关西学院 多环芳香族化合物
WO2018062278A1 (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 住友化学株式会社 発光素子及び該発光素子の製造に有用な組成物
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